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Clarence Filsfils

Kris Michielsen

Segment Routing Topology Independent LFA(TI-LFA) 段路由与拓扑无关的无环路备份 (TI-LFA）

与拓扑无关的无环路备份(TI-LFA)

• TI-LFA介绍

• 简单、优化和与拓扑无关的sub-50ms per-prefix保护

•保护SR、LDP和IP流量

• TI-LFA实施的案例

Classic LFA Introduction 传统的LFA介绍

传统的无环路备份快速重路由(LFA FRR)

• Per-prefix LFA ：简单、自动的、本地的、低于50毫秒的快速重路由技术

• 预先为每个IGP目的地的主路径计算一个备用路径：实现针对每个路径的IP最优化

• 备份路径被预先安装在数据平面中

• 一旦本地故障发生，所有受影响的目的地备份路径会被启用(连通性丢失<50毫秒)

4 5

2 31

6 7 8

初始路径

传统的LFA FRR

收敛后路径

Source

Dest1

Dest2

传统的Per-Prefix LFA —劣势

• 传统的LFA具有以下劣势：–覆盖不完整，对拓扑结构有依赖

–不能总是提供最佳备份路径

TI-LFA解决了这些问题

传统的LFA只可以在部分拓扑中生效

• 传统的LFA是取决于拓扑的：不是在所有的拓扑中都能为所有目的地提供LFA（无环路备用下一跳）

– 取决于网络拓扑和IGP度量

– 例如：从节点2的角度，节点6不是目的地1（节点5）的LFA。数据包会形成环路，因为节点6认为节点2是来到达目的地1(节点5）的下一跳

对于此目的地，节点2没有LFA

(在此拓扑中没有备份路径)

而TI-LFA能提供对各种拓扑场景100%的覆盖

5

2 31

6 7 8

Source

Dest1

Dest2Default metric: 10

初始路径

传统的LFA FRR

TI-LFA FRR

收敛后的

100100

传统的LFA可能提供次优的备份路径

• 传统的LFA可能提供次优的备份路径：

– 选择的备份路径可能不具备足够的带宽，如，P节点2会选择PE4来保护一条核心链路,而一般规划原则是避免核心流量绕道PE节点的

– 可能需要额外的LFA配置将在避免选择不希望的备份路径

– 运营商一般希望使用IGP收敛后路径作为FRR备份路径

TI-LFA使用收敛后路径作为FRR备份路径

PE4 5

2 31

6 7 8

Source

Dest1


初始路径

传统的LFA FRR

TI-LFA FRR

收敛后

Topology Independent LFA与拓扑无关的LFA

与拓扑无关的LFA(TI-LFA)—优势

• 100%拓扑覆盖，实现 50毫秒的链路和节点保护

•防止瞬时阻塞与次优路由

–利用收敛后（post-convergence）路径（即规划可用于传送流量的路径）

•易于操作和理解

– IGP自动计算

•增量部署

–也能保护LDP及IP流量

TI-LFA 使用收敛后路径• 网络故障时，什么是更优的和自然的路径?

–收敛后路径：使用故障导致的IGP重新收敛之后的路径

–运营商规划并预计在故障导致收敛后来实现承载业务流量路的径

• 为什么在SR之前我们从未使用它（收敛后路径）做LFA？

–收敛后路径可能不是LFA，因此可能会导致暂时性环路

•由于SR，我们可以一直使用收敛后路径

–通过将收敛后路径编码成包头中的Segment list，TI-LFA强制执行收敛后路径

TI-LFA 使用收敛后路径TI-LFA最优效益的实例• 在节点2上为链路2-3故障保护目的地节点5

• 传统的LFA:节点2将所有流量从边缘节点PE4转向节点5

低带宽(高度量)链路和边缘节点(2-4-3)被迫用来保护核心链路故障

而一般规划原则是避免用边缘节点传输核心流量

传统的LFA无法遵守这一原则

• TI-LFA: 节点2利用高带宽核心链路(2-6-7-3)将所有流量转向节点5 : OK!

✗

✓

100100

PE4 5

2 31

6 7 8

Source

Dest1


初始路径

传统的LFA FRR

TI-LFA FRR

收敛后的

与拓扑无关的的LFAIOS XR 5.2.2 的实现• 利用现有的已被证明了的LFA技术和算法

– P 空间: 节点S（PLR-Point of Local Repair）不经过受保护链路L就可抵达的节点的集合

>扩展的P空间：节点S的邻居的P空间的集合

– Q空间：不经过受保护链路L就可以到达目的地D的节点的集合

• 在收敛后路径上，强制避免环路

– 我在哪里可以释放数据包？

>在Q空间中一个落在收敛后的最短路径上的一个节点

– 我怎样才能强制数据包到达释放点？

>通过使用Sr强制引导流量沿着收敛后路径去到Q空间中的释放点

>保护路径被表示为特定的OIF（出接口）和最多2个额外的Segment

与拓扑无关的LFA—行为简述

• 保护从S到每个目的地D的流量：

– 计算收敛后SPT

>从拓扑中拿掉去往目的地D的主用出接口（被保护对象）后做SPT计算

– 计算P节点集和Q节点集

– 沿着收敛后路径选择P和Q节点

– 建立备份路径 segment list，体现沿着收敛后路径通过P和Q节点的TI-LFA备份路径

• 为每个目的地D重复上述行为

– 注意：这里是简化描述，软件算法实施更为高效

D

P-space Q-space

S

P Q

初始路径

TI-LFA

与拓扑无关的LFA (TI-LFA) – IOS-XR 5.2.2

• IOS XR 5.2.2 TI-LFA软件实现中，以额外压入≤2个Segment为代价，提供每个目的地的链路保护

– 在实际网络中，很少需要额外压入两个以上的Segment来实现保护

D

P-space Q-space

S

PQ

初始路径

TI-LFA

D

P-space Q-space

S

P Q

初始路径

TI-LFA

{Prefix-SID(PQ)} {Prefix-SID(P), Adj-SID(PQ)}

如果PQ是S的直连邻居，则不需要压入额外的Segment

构建收敛后路径的显式路径—需要多少个Segment？• 用于构建备用路径的Segment List的大小

– 对称度量网络、链路保护：

> 证明： ≤ 2个Segment就能引导包进入Q空间

– 不对称度量网络或节点保护：

> 没有理论上的限制

> 在现实中没那么复杂！

• Orange的使用案例

– 100% 链路保护

> 100% 使用 ≤ 2 个Segment

– 100%节点保护（ ≤4个Segment ）

> 99.72%使用≤2个Segment

> 0.24%使用3个Segment

> 0.04%使用4个Segment

Ref. Orange @ MPLS/SDN WC 2014 – “Fast Reroute Approach Using Segment Routing”

Implementing Topology Independent LFA实现与拓扑无关的LFA

router isis 1

interface GigabitEthernet0/0/0/2

address-family ipv4|ipv6 unicast

fast-reroute per-prefix

fast-reroute per-prefix ti-lfa

与拓扑无关的LFA—配置

• 每个接口的IS-IS配置

• OSPF继承规则是适用的

– TI-LFA可以在每个接口配置，但也可以在实例或区域层级上配置（被低层级继承）

为实现TI-LFA

两条命令都需要

router ospf 1

fast-reroute per-prefix

fast-reroute per-prefix ti-lfa

为实现TI-LFA

两条命令都需要

TI-LFA for SR Traffic用于SR 流量的TI-LFA

用于SR流量的TI-LFA说明

•本部分说明去往SR目的地的SR流量的TI-LFA保护

–假定：SR部署在所在节点中

• LDP的TI-LFA保护和IP流量将在后续部分中说明

Q-space

P-space 1000

TI-LFA—0 Segment的例子• 对于目的地Z，在路由器R1上主用链路是R1R2。R1上对Z的TI-

LFA计算方法如下：

– 移除到Z的主用链路(R1R2)，对之后的拓扑计算SPF。它提供给我们从R1到Z的收敛后路径： {R5, R4, R3, R2}

– R5在P空间中（R1可以将数据包发送到R5，此时没有任何数据包通过受保护的链路R1R2的风险）

– R5在Q空间（ R5可以将数据包发送到R2，此时没有任何数据包通过受保护的链路R1R2的风险）

– R5是在收敛后的路径上

– 因此，R1计算出来的到目的地Z的TI-LFA备份路径就是“不需要额外压入任何Segment，转发数据包到R5”

• 请注意此计算是逐个的针对于每个目的地前缀进行的。因此，对于每个前缀来说，其主用链路可能是不同的，计算出来的收敛后路径连同P和Q属性也可能是不同的。思科设备上该算法是专有的（本地行为，不在IETF标准范围之内），扩展性很好。

Default metric: 10

A

55

4

1 2

Z

3

Q-space

P-space 1000

•在节点1上要引导数据包沿着TI-LFA备份路径转发：

“不需要额外压入任何Segment，转发数据包到R5”

Default metric: 10

A

55

4

Packet to Z

Packet to Z

prefix-SID(Z)

1 2

Z

3

Packet to Z

prefix-SID(Z)

TI-LFA—0 Segment的例子

• IS-IS计算出的备份路径

• OSPF计算出的备份路径

RP/0/0/CPU0:iosxrv-1#show isis ipv4 fast-reroute 1.1.1.6/32 detail

L2 1.1.1.6/32 [20/115] medium priority

via 99.1.2.2, GigabitEthernet0/0/0/1, iosxrv-2, SRGB Base: 16000, Weight: 0

FRR backup via 99.1.5.5, GigabitEthernet0/0/0/0, iosxrv-5, SRGB Base: 16000, Weight: 0

P: No, TM: 1040, LC: No, NP: No, D: No, SRLG: Yes

src iosxrv-6.00-00, 1.1.1.6, prefix-SID index 6, R:0 N:0 P:0 E:0 V:0 L:0

0 Segment的LFA

RP/0/0/CPU0:iosxrv-1#show ospf 1 routes 1.1.1.6/32 backup-path

Topology Table for ospf 1 with ID 1.1.1.1

Codes: O - Intra area, O IA - Inter area

O E1 - External type 1, O E2 - External type 2

O N1 - NSSA external type 1, O N2 - NSSA external type 2

O 1.1.1.6/32, metric 20

99.1.2.2, from 1.1.1.6, via GigabitEthernet0/0/0/1, path-id 1

Backup path:

99.1.5.5, from 1.1.1.6, via GigabitEthernet0/0/0/0, protected bitmap 0000000000000001

Attribues: Metric: 1040, Node Protect, SRLG Disjoint

0 Segment的LFA


TI-LFA—0 Segment的例子：IP cef条目

• SR IP-to-MPLS 优先(sr-prefer配置)

RP/0/0/CPU0:iosxrv-1#show cef 1.1.1.6/32

1.1.1.6/32, version 143, internal 0x2000001 0x3 (ptr 0xa135b274) [1], 0x0 (0xa13268e4), 0xa28

(0xa16ae158)

Updated Jul 24 16:06:04.340

local adjacency 99.1.2.2

Prefix Len 32, traffic index 0, precedence n/a, priority 1

via 99.1.5.5, GigabitEthernet0/0/0/0, 13 dependencies, weight 0, class 0, backup [flags

0x300]

path-idx 0 NHID 0x0 [0xa104e184 0x0]

next hop 99.1.5.5

local adjacency

local label 16006 labels imposed {16006}

via 99.1.2.2, GigabitEthernet0/0/0/1, 13 dependencies, weight 0, class 0, protected [flags

0x400]

path-idx 1 bkup-idx 0 NHID 0x0 [0xa158c310 0x0]

next hop 99.1.2.2


0 Segment LFA

IP备份路径

主用路径

到目的地的Prefix-SID

TI-LFA—0 Segment的例子： SR标签条目

RP/0/0/CPU0:iosxrv-1#show mpls forwarding labels 16006 detail

Local Outgoing Prefix Outgoing Next Hop Bytes

Label Label or ID Interface Switched

------ ----------- ------------------ ------------ --------------- ------------

16006 16006 No ID Gi0/0/0/1 99.1.2.2 0

Updated Jul 24 16:06:04.341

Path Flags: 0x400 [ BKUP-IDX:0 (0xa158c310) ]

Version: 143, Priority: 1

MAC/Encaps: 14/18, MTU: 1500

Label Stack (Top -> Bottom): { 16006 }

NHID: 0

Packets Switched: 0

16006 No ID Gi0/0/0/0 99.1.5.5 0

Updated Jul 24 16:06:04.341

Path Flags: 0x300 [ IDX:0 BKUP, NoFwd ]




NHID: 0

Packets Switched: 0

0 Segment LFA

SR MPLS备份路径

主用链路


Q-spaceExt P-space


• 对于目的地Z，在路由器R1上主用链路是R1R2。R1上对Z的TI-LFA计算方法如下：




– R4是在收敛后的路径上

– 因此，R1到目的地Z的TI-LFA备份计算就是“在包头中压入到R4的Segment，之后把包从到R5的接口转发出去”

• 请注意此计算是逐个的针对于每个目的地前缀进行的。因此，对于每个前缀来说，其主用链路可能是不同的，计算出来的收敛后路径连同P和Q属性也可能是不同的。思科设备上该算法是专有的（本地行为，不在IETF标准范围之内），扩展性很好。

Default metric:10

5

21

A Z

344

Q-spaceExt P-space

• 在节点1上要引导数据包沿着TI-LFA备份路径转发：

“在包头中压入到R4的Segment{prefix-SID(R4)，之后把包从到R5的接口转发出去” Packet to Z

prefix-SID(Z)

prefix-SID(R4)

默认度量：10

5

21

A Z

3

Packet to Z

prefix-SID(Z)

Packet to Z

4

Packet to Z

prefix-SID(Z)






TI-LFA backup via iosxrv-4 (PQ) [1.1.1.4]

via 99.1.5.5, GigabitEthernet0/0/0/0 iosxrv-5, SRGB Base: 16000

Label stack [16004, 16006]



1 Segment LFA(PQ)

备份路径标签堆栈

RP/0/0/CPU0:ios#show ospf 1 routes 1.1.1.6/32 backup-path





O 1.1.1.6/32, metric 20


Backup path: TI-LFA, P node: 1.1.1.4, Label: 16004


Attribues: Metric: 50, SRLG Disjoint

1 Segment LFA


• 对于目的地Z，在路由器R1上主用链路是R1R2。R1上对Z的TI-LFA计算方法如下：




– R4和R3是邻接的，并都在收敛后路径上

– 因此，R1到目的地Z的TI-LFA备份计算就是“在包头中压入到R4的Segment和表示R4-R3之间链路的Segment，之后把包从到R5的接口转发出去”

• 请注意此行为应用在每个前缀基础上，因此，对于每个前缀来说，主要链路改变了，那么收敛后路径连同P和Q属性相应地被计算出来。该算法是专有的（本地行为，不在IETF标准范围之内），而且,尺度拿捏得非常精准

P-space Q-space

Default metric: 10

5

21

A Z

34 341000


P-space Q-space

Default metric: 10

5

21

A Z

R3R4 34

Packet to Z

prefix-SID(Z)

Packet to Z

Packet to Z

prefix-SID(Z)

adj-SID(R4-R3)

prefix-SID(R4)

Packet to Z

prefix-SID(Z)

adj-SID(R4-R3)

1000

Packet to Z

prefix-SID(Z)• 在节点1上要引导数据包沿着TI-LFA备份路径转发：

“在包头中压入{prefix-SID(R4) 和adj-SID(R4-R3)} ，之后把包从到R5的接口转发出去”





TI-LFA backup via iosxrv-4 (P) [1.1.1.4], iosxrv-3 (Q) [1.1.1.3]


Label stack [16004, 24000, 16006]



2 Segment LFA(P和Q)







O 1.1.1.6/32, metric 20


Backup path: TI-LFA, P node: 1.1.1.4, Label: 16004, Q node: 1.1.1.3, Label: 24000



2 Segment LFA

TI-LFA—2 Segment的例子：IP cef条目

• SR IP-to-MPLS 优先(sr-prefer 配置)


1.1.1.6/32, version 236, internal 0x2000001 0x3 (ptr 0xa135b274) [1], 0x0 (0xa13266a4), 0xa28

(0xa16ae234)

Updated Jul 24 16:06:04.341



via 99.1.5.5, GigabitEthernet0/0/0/0, 19 dependencies, weight 0, class 0, backup (remote)

[flags 0x8300]


next hop 99.1.5.5, P-node 1.1.1.4, Q-node 1.1.1.3

local adjacency

local label 16006 labels imposed {16004 24000 16006}


0x400]


next hop 99.1.2.2


2 Segment LFA

IP备份路径

主用路径

到P节点的Prefix-SID

从P到Q的Adjacency-SID


TI-LFA—2 Segment的例子：SR 标签条目




------ ----------- ------------------ ------------ --------------- ------------

16006 16006 No ID Gi0/0/0/1 99.1.2.2 0

Updated Jul 24 16:06:04.340





NHID: 0

Packets Switched: 0

16004 No ID Gi0/0/0/0 99.1.5.5 0

Updated Jul 24 16:06:04.340




Label Stack (Top -> Bottom): { 16004 24000 16006 }

NHID: 0

Packets Switched: 0

2 Segment LFA

SR MPLS备份路径

主用路径

到P节点的Prefix-SID

从P到Q的Adjacency-SID


TI-LFA选择的优先级

1. 优先0 Segment的（直接连接的）TI-LFA候选项

2. 优先1 Segment的（PQ节点）TI-LFA候选项

3. 优先2 Segment的（P和Q节点）TI-LFA候选项

4. 落到其它非SR或non-EPC * LFA候选项

* non-EPC: not Explicit Post-Convergence, 即，不在收敛后路径上

TI-LFA—备份路径负载均衡

• TI-LFA能利用上本节点到P/PQ节点之间的ECMP，及从Q/PQ节点到目的地节点之间的ECMP

– 这是Prefix-SID的本性

•在路径等价的P或PQ节点之间做统计意义上的负载均衡

–基于hash函数为每个目的地选择P或PQ节点

• P和Q节点不相交时，在路径等价的Q节点之间做统计意义上的负载均衡

– 基于hash函数为每个目的地选择Q节点

TI-LFA—备份路径的负载均衡—案例

• 节点2提供其主用链路2-5故障时去往目的地10和11的TI-LFA保护

• TI-LFA为目的地10和11计算出相同的PQ节点3

• PQ节点3到目的地10和11有2个ECMP路径，去往这2个目的地的流量是在这两条路径之间负载平衡的

1

2

6

10

5

3 4

Default metric: 10

11

TI-LFA 备份到 10 和 11

PQ

TI-LFA—备份路径的负载均衡—案例

• 与前几页相似的拓扑结构，但链路3-6和3-4具有一个高度量

• 节点2提供其主用链路2-5故障时去往目的地10和11的TI-LFA保护

• TI-LFA为目的地10和11计算出两对一样好的P和Q节点：

– (P:3, Q:4) 和 (P:3, Q;6)

• TI-LFA在统计上按照目的地在这两对（P，Q)之间做负载均衡，如…：

– 目的地 10，使用(P:3, Q:6)

– 目的地 11，使用(P:3, Q:4)

1

2

6

10

5

3 41000

1000

Default metric: 10

11

TI-LFA backup to 10

TI-LFA backup to 11

P

P

Q

Q

TI-LFA for LDP Traffic用于LDP流量的TI-LFA

以TI-LFA保护LDP流量

• LDP流量也是受TI-LFA保护的

– 100%覆盖

– 不需要配置targeted LDP会话

– 增量式部署>SR可以部署在LDP网络中的某些“孤岛设备”上

– 保护措施将利用SR/LDP互操作功能>FIB将标签merge功能用于备份路径

– 映射服务器能够为受保护的前缀通告prefix-to-SID映射

• 如果需要，将可提供禁用LDP前缀的TI-LFA保护的配置命令开关

用于LDP流量的TI-LFA–图解•下列讲义图解说明去往SR目的地的SR流量的TI-LFA保护

– 假定：除了源和目的地节点，LDP和SR部署在TI-LFA备份路径所有节点中

>其它案例在本部分之后有说明

–映射服务器为LDP only的目的地节点通告Prefix-SID

Q-space

P-space 1000

LDP的TI-LFA—0 Segment的例子

•与“SR流量的TI-LFA”讲义中的0Segment的例子等同

–使用LDP标签而不是SR标签

>LDP(X,Y)=节点X为前缀Y通告的LDP标签


“不需要额外压入任何Segment，转发数据包到R5”

Default metric: 10

A

55

4

Packet to Z

Packet to Z

LDP(5, Z)

1 2

Z

3

Packet to Z

LDP(1, Z)

A

SR+LDP

仅用LDP

映射服务器:

Z: 1.1.1.6/32, SID index 6

NodeX:

Loopback 1.1.1.X/32

Prefix-SID 1600X

1

LDP的TI-LFA—0 Segment的例子• IS-IS计算出备份路径

• OSPF计算出备份路径




FRR backup via 99.1.5.5, GigabitEthernet0/0/0/0, iosxrv-5, SRGB Base: 16000, Weight: 0


src iosxrv-6.00-00, 1.1.1.6

0 Segment LFA

RP/0/0/CPU0:iosxrv-1#show ospf 1 routes 1.1.1.6/32 backup-path





O 1.1.1.6/32, metric 20


Backup path:


Attribues: Metric: 1040, Node Protect, SRLG Disjoint

0 Segment LFA

LDP的TI-LFA—0 Segment的例子：IP cef条目• LDP IP到MPLS优先(默认）

RP/0/0/CPU0:iosxrv-1#show mpls ldp bindings 1.1.1.6/32

1.1.1.6/32, rev 24

Local binding: label: 24008

Remote bindings: (2 peers)

Peer Label

----------------- ---------

1.1.1.2:0 24005

1.1.1.5:0 24006


1.1.1.6/32, version 61, internal 0x2000001 0x1 (ptr 0xa135b274) [1], 0x0 (0xa1326b24), 0xa28

(0xa16ae12c)

Updated Sep 20 21:01:03.119




0x300]


next hop 99.1.5.5

local adjacency



0x400]


next hop 99.1.2.2


0 Segment LFA

IP备份路径

主要路径

到目的地的LDP标签

LDP分配本地标签24008

通过5到目的地的LDP标签

LDP的TI-LFA—0段案例：LDP标签条目RP/0/0/CPU0:iosxrv-1#show mpls ldp bindings 1.1.1.6/32

1.1.1.6/32, rev 24



Peer Label

----------------- ---------

1.1.1.2:0 24005

1.1.1.5:0 24006




------ ----------- ------------------ ------------ --------------- ------------

24008 24005 1.1.1.6/32 Gi0/0/0/1 99.1.2.2 0

Updated Jul 24 16:06:04.341





NHID: 0

Packets Switched: 0

24006 1.1.1.6/32 Gi0/0/0/0 99.1.5.5 0

Updated Jul 24 16:06:04.341





NHID: 0

Packets Switched: 0

0 Segment LFA

LDP MPSL备份路径


主要路径

到目的地的LDP标签

通过5到目的地的LDP标签

Q-spaceExt P-space


• 与“SR流量的TI-LFA”讲义中的1Segment的例子等同

– 使用LDP标签而不是SR标签



“用Prefix-SID（Z)替换LDP（1，2）并且压入标签{LDP(5, 4)}，之后把包从到R5的接口转发出去”

Packet to Z

prefix-SID(Z)

LDP(5, 4)

Default metric:10

5

21

A Z

3

Packet to Z

prefix-SID(Z)

Packet to Z

4

Packet to Z

LDP(1, Z)

A

SR+LDP

LDP only

Mapping Server:

Z: 1.1.1.6/32, SID index 6

NodeX:

Loopback 1.1.1.X/32

Prefix-SID 1600X

1





TI-LFA backup via iosxrv-4 (PQ) [1.1.1.4]


Label stack [16004, 16006]


src iosxrv-6.00-00, 1.1.1.6

1 segment LFA(PQ)







O 1.1.1.6/32, metric 20


Backup path: TI-LFA, P node: 1.1.1.4, Label: 16004



1 Segment LFA

LDP的TI-LFA—1 Segment的例子：IP cef条目

• LDP IP到MSLS优先(默认）


1.1.1.6/32, version 31, internal 0x2000001 0x5 (ptr 0xa135b274) [1], 0x0 (0xa1326ab8), 0xa28

(0xa16ae1dc)

Updated Jul 24 16:06:04.340




0x300]


next hop 99.1.5.5, PQ-node 1.1.1.4

local adjacency

local label 24008 labels imposed {24007 16006}


0x400]


next hop 99.1.2.2


1 Segment LFA

IP备份路径

主要路径

PQ节点的LDP标签


LDP的TI-LFA—1 Segment的例子：LDP标签条目RP/0/0/CPU0:xrvr-1#show mpls ldp bindings 1.1.1.6/32 local

1.1.1.6/32, rev 24





------ ----------- ------------------ ------------ --------------- ------------

24008 24005 1.1.1.6/32 Gi0/0/0/1 99.1.2.2 0

Updated Jul 24 16:06:04.340





NHID: 0

Packets Switched: 0

24007 1.1.1.6/32 Gi0/0/0/0 99.1.5.5 0

Updated Jul 24 16:06:04.340




Label Stack (Top -> Bottom): { 24007 16006 }

NHID: 0

Packets Switched: 0

1 Segment LFA

LDP MPLS备份路径


主要路径

到PQ节点的LDP标签


NodeX:

Loopback 1.1.1.X/32

Prefix-SID 1600X


• 与“SR流量的TI-LFA”讲义中的2Segment的例子等同

– 使用LDP标签而不是SR标签



“用Prefix-SID（Z)替换LDP（1，2）并且压入标签{LDP(5, 4)}和Adj-SID(R4-R3)，之后把包从到R5的接口转发出去”

P-space Q-space

Default metric: 10

5

21

A Z

R3R4 34

Packet to Z

prefix-SID(Z)

Packet to Z

Packet to Z

prefix-SID(Z)

adj-SID(R4-R3)

LDP(5, 4)

Packet to Z

prefix-SID(Z)

adj-SID(R4-R3)

1000

Packet to Z

LDP(1, Z)

A

SR+LDP

LDP only

Mapping Server:

Z: 1.1.1.6/32, SID index 6

1





TI-LFA backup via iosxrv-4 (P) [1.1.1.4], iosxrv-3 (Q) [1.1.1.3]


Label stack [16004, 24000, 16006]


src iosxrv-6.00-00, 1.1.1.6

2 Segment LFA(P和Q)







O 1.1.1.6/32, metric 20


Backup path: TI-LFA, P node: 1.1.1.4, Label: 16004, Q node: 1.1.1.3, Label: 24000



2 Segment LFA

LDP的TI-LFA—2 Segment的例子：IP cef条目

• LDP IP到MPLS优先(默认）


1.1.1.6/32, version 94, internal 0x2000001 0x5 (ptr 0xa135b274) [1], 0x0 (0xa1326638), 0xa28

(0xa16ae310)

Updated Jul 24 16:06:04.341




0x300]


next hop 99.1.5.5, P-node 1.1.1.4, Q-node 1.1.1.3

local adjacency

local label 24008 labels imposed {24007 24000 16006}


0x400]


next hop 99.1.2.2


2 Segment LFA

IP备份路径

主要路径

到P节点的LDP标签

从P到Q的Adj-SID


LDP的TI-LFA—2 Segment的例子：LDP标签条目RP/0/0/CPU0:iosxrv-1#show mpls ldp bindings 1.1.1.6/32 local

1.1.1.6/32, rev 24





------ ----------- ------------------ ------------ --------------- ------------

24008 24005 1.1.1.6/32 Gi0/0/0/1 99.1.2.2 0

Updated Jul 24 16:06:04.341





NHID: 0

Packets Switched: 0

24007 1.1.1.6/32 Gi0/0/0/0 99.1.5.5 0

Updated Jul 24 16:06:04.341




Label Stack (Top -> Bottom): { 24007 24000 16006 }

NHID: 0

Packets Switched: 0

LDP MPLS备份路径

主要路径



从P到Q的Adj-SID


用TI-LFA保护LDP流量—限制条件

•本地修复点(PLR)必须启用SR

•受保护的目的地必须要有相关的Prefix-SID

–如果目的地启用了SR,自已通告Prefix-SID

–如果目的地未启用SR ，由映射服务器通告Prefix-SID

• 1 Segment保护：PQ节点必须启用了SR

–如果不能，使用rLFA, 这就要求Target LDP会话

• 2 Segment保护：P和Q节点都必须启用了SR

TI-LFA and SR/LDP InterworkingTI-LFA和SR/LDP互操作

TI-LFA与SR/LDP互操作

•当备份路径上的所有节点没有全部启用SR时，TI-LFA要利用SR/LDP互操作功能

–请参见“SR/LDP互操作”讲义，了解互操作功能

TI-LFA与SR/LDP互操作—案例

• 节点1和节点4同时启用了SR和LDP

• 目的地Z、节点2、节点3、节点5只启用了LDP

• 映射服务器为Z的loopback地址(1.1.1.6/32)通告Prefix-SID

• 在节点1上为目的地节点Z提供针对主用链路1-2的保护时，计算出节点4是PQ节点

– “1 segment保护”

• 节点1和节点4使用SR/LDP互操作，将数据包引向TI-LFA备份路径

Q-spaceExt P-space

5

21

A Z

3PQ

PLR

Mapping Server:

Z: 1.1.1.6/32, SID index 6

NodeX:

Loopback 1.1.1.X/32

Prefix-SID 1600X A

SR+LDP

LDP only

1

4

Q-space Ext P-space

5

2 1

A Z

3 PQ

PLR

Mapping Server: Z: 1.1.1.6/32, SID index 6

NodeX: Loopback 1.1.1.X/32 Prefix-SID 1600X A

SR+LDP

LDP only

1

4

TI-LFA与SR/LDP互操作—案例• 在PLR节点1：

• IS-IS不能为节点4提供出标签，因为下游邻居节点5未启用SR

• SR/LDP互操作将用相应的LDP标签替代这个缺失的标签

• 提示：用于Z(16006)的Prefix-SID是由映射服务器通告的

RP/0/0/CPU0:xrvr-1#show isis fast-reroute 1.1.1.6/32

L2 1.1.1.6/32 [20/115]

via 99.1.2.2, GigabitEthernet0/0/0/2, xrvr-2, Weight: 0

TI-LFA backup via xrvr-4 (PQ) [1.1.1.4]

via 99.1.5.5, GigabitEthernet0/0/0/1 xrvr-5

Label stack [None, 16006]

通过PQ节点备份

IS-IS没有到PQ节点的SR标签

TI-LFA与SR/LDP互操作--案例RP/0/0/CPU0:xrvr-1#show route 1.1.1.6/32 detail

Routing entry for 1.1.1.6/32

Known via "isis 1", distance 115, metric 20, labeled SR(SRMS), type level-2

Installed Sep 28 19:58:49.204 for 00:09:09

Routing Descriptor Blocks

99.1.5.5, from 1.1.1.6, via GigabitEthernet0/0/0/1, Backup (remote)

Remote LFA is 1.1.1.4

Route metric is 0

Labels: 0x100001 0x3e86 (1048577 16006)

Tunnel ID: None

Binding Label: None

Extended communities count: 0

Path id:65 Path ref count:1

NHID:0x2(Ref:7)

99.1.2.2, from 1.1.1.6, via GigabitEthernet0/0/0/2, Protected

Route metric is 20

Label: None

Tunnel ID: None

Binding Label: None

Extended communities count: 0

Path id:1 Path ref count:0

NHID:0x1(Ref:8)

Backup path id:65

Route version is 0x1b (27)

Local Label: 0x3e86 (16006)

<...>

备份路径

IS-IS没有到PQ节点的SR标签0x100001 == unlabeled

SR/LDP互操作将用相应的LDP标签替代此处缺失的SR

标签

Q-space Ext P-space

5

2 1

A Z

3 PQ

PLR



SR+LDP

LDP only

1

4


• LDP接收到针对节点4的出向标签（24011）

• LDP标签将被用于SR/LDP交互，以替代此处缺失的去往PQ节点4的SR标签

RP/0/0/CPU0:xrvr-1#show mpls ldp bindings 1.1.1.6/32

1.1.1.6/32, rev 38



Peer Label

----------------- ---------

1.1.1.2:0 24020

1.1.1.5:0 24017

用于目的地前缀本地LDP标签


1.1.1.4/32, rev 30



Peer Label

----------------- ---------

1.1.1.2:0 24017

1.1.1.5:0 24011

节点5通告的用于PQ节点4的LDP标签

Q-space Ext P-space

5

2 1

A Z

3 PQ

PLR



SR+LDP

LDP only

1

4

Q-space Ext P-space

5

2 1

A Z

3 PQ

PLR



SR+LDP

LDP only

1

4

TI-LFA与SR/LDP互操作—案例RP/0/0/CPU0:xrvr-1#show cef 1.1.1.6/32

1.1.1.6/32, version 122, internal 0x1000001 0x5 (ptr 0xa13fa0f4) [1], 0x0 (0xa13dfb24), 0xa28 (0xa16e528c)



via 99.1.5.5/32, GigabitEthernet0/0/0/1, 15 dependencies, weight 0, class 0, backup [flags 0x300]

path-idx 0 NHID 0x0 [0xa0ed9640 0x0]

next hop 99.1.5.5/32, PQ-node 1.1.1.4

local adjacency

local label 24017 labels imposed {24011 16006}

via 99.1.2.2/32, GigabitEthernet0/0/0/2, 15 dependencies, weight 0, class 0, protected [flags 0x400]

path-idx 1 bkup-idx 0 NHID 0x0 [0xa0c409dc 0x0]

next hop 99.1.2.2/32



到目的地的prefix-SID

Cef (IP到MPLS) 备份路径

RP/0/0/CPU0:xrvr-1#show mpls forwarding labels 24017 detail



------ ----------- ------------------ ------------ --------------- ------------

24017 24020 1.1.1.6/32 Gi0/0/0/2 99.1.2.2 0

Updated: Sep 28 19:57:35.169

Path Flags: 0x400 [ BKUP-IDX:0 (0xa0c409dc) ]



NHID: 0x0, Encap-ID: N/A, Path idx: 1, Backup path idx: 0, Weight: 0


Packets Switched: 0

24011 1.1.1.6/32 Gi0/0/0/1 99.1.5.5 0 (!)

Updated: Sep 28 19:57:35.169



Label Stack (Top -> Bottom): { 24011 16006 }

NHID: 0x0, Encap-ID: N/A, Path idx: 0, Backup path idx: 0, Weight: 0


Packets Switched: 0

(!): FRR pure backup



MPLS到MPLS 备份路径

在转发表中，SR/LDP互操作自动地用相应的LDP标签替代此处缺失的到PQ节点4的SR标签


• 在PQ节点-节点4：

• 从PQ 节点4经过非SR节点到目的地Z，SR /LDP互操作自动将去往Z的LDP出标签（24017）连接到Z的Prefix-SID(16006)

• 提示：Z（16006）的Prefix-SID由映射服务器通告

RP/0/0/CPU0:xrvr-4#show mpls forwarding labels 16006



------ ----------- ------------------ ------------ --------------- ------------

16006 24017 No ID Gi0/0/0/1 99.3.4.3 0 入标签：16006，出标签：去往目的地Z的LDP标签


1.1.1.6/32, rev 38



Peer Label

----------------- ---------

1.1.1.3:0 24017

1.1.1.5:0 24017

由节点3通告的去往目的地Z的LDP标签

Q-space Ext P-space

5

2 1

A Z

3 PQ

PLR



SR+LDP

LDP only

1

4

用TI-LFA保护IP流量

•在IOS XR 5.2.2版本中，如果D也有一个相关的PrefixSegment， TI-LFA将为去往D的IP流量提供保护

– D的Prefix-SID可以由映射服务器通告

•在未来，即使D并没有一个相关的Prefix-SID，TI-LFA也将可以保护去往D的IP流量

• 请联系您的思科客户团队，以了解路线图

TI-LFA 节点保护

• TI-LFA 将提供针对节点故障的保护

• 请联系您的思科客户团队，以了解路线图

请访问:

cisco.com

segment-routing.net

鸣谢:

Ahmed Bashandy

Robert Hanzl

Steven Luong

Stefano Previdi

Peter Psenak

Thank you.

AppendixTI-LFA and SR/LDP interworking

TI-LFA and LDP

• LDP traffic is protected by TI-LFA

• When protecting LDP with TI-LFA, the backup path for LDP MPLS-to-MPLS is using LDP labels if available

– Not configurable by SR/LDP preference (“sr-prefer”)

– LDP label can be available to reach P, PQ node

– LDP label can be available to reach destination D from PQ

• When protecting SR with TI-LFA, the backup path for SR MPLS-to-MPLS is using SR labels if nexthop is SR-capable

– P, Q and PQ must be SR-capable and advertise a prefix-SID

– destination must have a prefix-SID

• The labels in the backup path for IP-to-MPLS depends on configured SR/LDP preference (“sr-prefer”)

TI-LFA and LDP

• If PLR has LDP enabled and TI-LFA calculated a PQ node for backup then PLR sends tLDP hellos to PQ

• If PQ accepts tLDP hellos then an LDP session is established between PLR and PQ

• If the PLR receives a LDP label for destination D from the PQ, it will use that label in the backup path for LDP traffic

TI-LFA and SR/LDP interworking

• SR/LDP interworking mechanism works for all labels on the TI-LFA backup path

– If LDP sends an UNLABELED entry to LSDand IGP sends a valid label for the equivalent entry to RIBthen the UNLABELED entry is replaced by the valid IGP label in FIB

– If IGP sends an UNLABELED entry to RIBand LDP sends a valid label for the equivalent entry to LSDthen the UNLABELED entry is replaced by the valid LDP label in FIB

Double-segment protection

LDP sends

label stack to

LSD

IGP sends

label stack to

RIB

IP2MPLS

backup label

stack, prefer

LDP

IP2MPLS

backup label

stack, prefer

SR

LDP

MPLS2MPLS

backup label

stack

SR

MPLS2MPLS

backup label

stack

• LDP has a

label for P

from its

neighbor N:

LDP(N,P)

• SR is enabled

on neighbor N

(N<>P)

{LDP(N,P),

UNLABELED,

UNLABELED}

{prefix-SID(P),

adj-SID(P-Q),

prefix-SID(D)}

{LDP(N,P),

adj-SID(P-Q),

prefix-SID(D)}

{prefix-SID(P),

adj-SID(P-Q),

prefix-SID(D)}

{LDP(N,P),

adj-SID(P-Q),

prefix-SID(D)}

{prefix-SID(P),

adj-SID(P-Q),

prefix-SID(D)}

• LDP has no

label for P

from its

neighbor N

• SR is enabled

on neighbor N

(N<>P)

{UNLABELED,

UNLABELED,

UNLABELED}

{prefix-SID(P),

adj-SID(P-Q),

prefix-SID(D)}

{prefix-SID(P),

adj-SID(P-Q),

prefix-SID(D)}

{prefix-SID(P),

adj-SID(P-Q),

prefix-SID(D)}

{prefix-SID(P),

adj-SID(P-Q),

prefix-SID(D)}

{prefix-SID(P),

adj-SID(P-Q),

prefix-SID(D)}

LDP(X, Y): LDP label allocated by NodeX for prefix Y

Colored green: SR label that replaces an UNLABELED entry

Colored blue: LDP label that replaces an UNLABELED entry

Double-segment protection

LDP sends

label stack to

LSD

IGP sends

label stack to

RIB

IP2MPLS

backup label

stack, prefer

LDP

IP2MPLS

backup label

stack, prefer

SR

LDP

MPLS2MPLS

backup label

stack

SR

MPLS2MPLS

backup label

stack

• LDP has a

label for P

from its

neighbor N:

LDP(N,P)

• SR is not

enabled on

neighbor N

(N<>P)

{LDP(N,P),

UNLABELED,

UNLABELED}

{UNLABELED,

adj-SID(P-Q),

prefix-SID(D)}

{LDP(N,P),

adj-SID(P-Q),

prefix-SID(D)}

{LDP(N,P),

adj-SID(P-Q),

prefix-SID(D)}

{LDP(N,P),

adj-SID(P-Q),

prefix-SID(D)}

{LDP(N,P),

adj-SID(P-Q),

prefix-SID(D)}




Single-segment protection – no LDP between PLR and PQ• Case1: There is no (targeted) LDP session between PLR

and PQ node

Single-segment protection – no LDP between PLR and PQ

LDP sends

label stack

to LSD

IGP sends

label stack to

RIB

IP2MPLS

backup label

stack, prefer

LDP

IP2MPLS

backup label

stack, prefer

SR

LDP

MPLS2MPLS

backup label

stack

SR

MPLS2MPLS

backup label

stack

• LDP has a

label for PQ

from its

neighbor N:

LDP(N,PQ)

• SR is enabled

on neighbor N

(N<>PQ)

{LDP(N,PQ),

UNLABELED}

{prefix-SID(PQ),

prefix-SID(D)}

{LDP(N,PQ),

prefix-SID(D)}

{prefix-SID(PQ),

prefix-SID(D)}

{LDP(N,PQ),

prefix-SID(D)}

{prefix-SID(PQ),

prefix-SID(D)}

• LDP has no

label for PQ

from its

neighbor N

• SR is enabled

on neighbor N

(N<>PQ)

{UNLABELED

,

UNLABELED}

{prefix-SID(PQ),

prefix-SID(D)}

{prefix-SID(PQ),

prefix-SID(D)}

{prefix-SID(PQ),

prefix-SID(D)}

{prefix-SID(PQ),

prefix-SID(D)}

{prefix-SID(PQ),

prefix-SID(D)}




Single-segment protection – no LDP between PLR and PQ

LDP sends

label stack to

LSD

IGP sends

label stack to

RIB

IP2MPLS

backup label

stack, prefer

LDP

IP2MPLS

backup label

stack, prefer

SR

LDP

MPLS2MPLS

backup label

stack

SR

MPLS2MPLS

backup label

stack

• LDP has a

label for PQ

from its

neighbor N:

LDP(N,PQ)

• SR is not

enabled on

neighbor N

(N<>PQ)

{LDP(N,PQ),

UNLABELED}

{UNLABELED,

prefix-SID(D)}

{LDP(N,PQ),

prefix-SID(D)}

{LDP(N,PQ),

prefix-SID(D)}

{LDP(N,PQ),

prefix-SID(D)}

{LDP(N,PQ),

prefix-SID(D)}




Single-segment protection – LDP between PLR and PQ• Case2: there is a (targeted) LDP session between PLR and PQ node

– PLR (automatically) sends tLDP hellos to PQ and PQ accepts tLDP hellos

– PQ is connected to PLR via high metric link and LDP is enabled on link

• PQ needs to be SR-enabled and advertise a prefix-SID

– If this is not the case then enable remote-lfa on PLR

• An LDP session between PLR and Q node (double-segment protection) does not have the same result i.e. LDP never uses the label for D from Q

Single-segment protection – LDP between PLR and PQ

LDP sends

label stack to

LSD

IGP sends

label stack to

RIB

IP2MPLS

backup label

stack, prefer

LDP

IP2MPLS

backup label

stack, prefer

SR

LDP

MPLS2MPLS

backup label

stack

SR

MPLS2MPLS

backup label

stack

• LDP has a

label for PQ

from its

neighbor N:

LDP(N,PQ)

• LDP has a

label for D

from PQ:

LDP(PQ,D)

• SR is enabled

on neighbor N

(N<>PQ)

{LDP(N,PQ),

LDP(PQ,D)}

{prefix-SID(PQ),

prefix-SID(D)}

{LDP(N,PQ),

LDP(PQ,D)}

{prefix-SID(PQ),

prefix-SID(D)}

{LDP(N,PQ),

LDP(PQ,D)}

{prefix-SID(PQ),

prefix-SID(D)}





LDP sends

label stack to

LSD

IGP sends

label stack to

RIB

IP2MPLS

backup label

stack, prefer

LDP

IP2MPLS

backup label

stack, prefer

SR

LDP

MPLS2MPLS

backup label

stack

SR

MPLS2MPLS

backup label

stack

• LDP has no

label for PQ

from its

neighbor N

• LDP has a

label for D

from PQ:

LDP(PQ,D)

• SR is enabled

on neighbor N

(N<>PQ)

{UNLABELED,

LDP(PQ,D)}

{prefix-SID(PQ),

prefix-SID(D)}

{prefix-SID(PQ),

LDP(PQ,D)}

{prefix-SID(PQ),

prefix-SID(D)}

{prefix-SID(PQ),

LDP(PQ,D)}

{prefix-SID(PQ),

prefix-SID(D)}





LDP sends

label stack to

LSD

IGP sends

label stack to

RIB

IP2MPLS

backup label

stack, prefer

LDP

IP2MPLS

backup label

stack, prefer

SR

LDP

MPLS2MPLS

backup label

stack

SR

MPLS2MPLS

backup label

stack

• LDP has a

label for PQ

from its

neighbor N:

LDP(N,PQ)

• LDP has a

label for D

from PQ:

LDP(PQ,D)

• SR is not

enabled on

neighbor N

(N<>PQ)

{LDP(N,PQ),

LDP(PQ,D)}

{UNLABELED,

prefix-SID(D)}

{LDP(N,PQ),

LDP(PQ,D)}

{LDP(N,PQ),

prefix-SID(D)}

{LDP(N,PQ),

LDP(PQ,D)}

{LDP(N,PQ),

prefix-SID(D)}




segment routing topology independent lfa - cisco€¦ · > 0.04%使用4个segment ref. orange @...

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